MEJORA DE LA COMUNICACIÓN CON UN DEPÓSITO MEDIANTE LA CREACIÓN DE UN SUB-BALANCE LOCAL Y UTILIZANDO FLUIDO DE
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUD RELACIONADA Es una continuación en parte de la Solicitud Provisional Norteamericana No. de Serie 10/316,614, presentada el día 11 de diciembre de 2002, que es una continuación en parte de la Solicitud Provisional Norteamericana No. de Serie 09/797,209, presentada el día 1° de marzo de 2001, ahora Patente Norteamericana No. 6,598,682, que reclama el beneficio de la Solicitud Provisional Norteamericana No. de Serie 60/186,500, presentada el día 2 de marzo de 2000, Solicitud Provisional Norteamericana No. de Serie 60/187,900, presentada el día 8 de marzo de 2000, y Solicitud Provisional Norteamericana No. de Serie 60/252, 754, presentada el día 22 de noviembre de 2000. Todas las solicitudes mencionadas se incorporan aquí por referencia. CAMPO TÉCNICO La invención se refiere a la mejora que la comunicación de un depósito con una perforación. ANTECEDENTES Para hacer un pozo, una o varias zonas adyacentes a una perforación son perforadas para permitir que el fluido de la zona de formación fluya en el pozo para la producción hacia la superficie O para permitir la aplicación de fluido de inyección en la zona de formación. Una sarta de pistola de perforación puede ser bajada en el pozo y las pistolas disparadas para crear aperturas en el revestimiento y para extender las perforaciones en la formación aledaña. La naturaleza explosiva de la formación de túnel de perforación rompe los granos de arena de la formación. Una capa de "región dañada por el choque" que tiene una permeabilidad inferior a la permeabilidad de la matriz de formación virgen puede formarse alrededor de cada túnel de perforación. El proceso puede también generar un túnel lleno de residuo de roca mezclado con el residuo de carga de perforador. La magnitud del daño y la cantidad de residuo suelto en el túnel puede depender de varios factores incluyendo propiedades de la formación, propiedades de cambio explosivo, condiciones de presión, propiedades de fluido, etc. La región dañada por el choque y los residuos sueltos en los túneles de perforación pueden afectar la productividad de los pozos de producción o la capacidad de inyección de los pozos de inyección. Un método popular para obtener perforaciones limpias es la perforación sub-balanceada . La perforación se efectúa con una presión de perforación inferior que la presión de la formación. La igualación de la presión se logra mediante un flujo de fluido desde la formación y en la perforación. Este flujo de fluido lleva una parte de las partículas rocosas dañadas. Sin embargo, la perforación con sub-balance puede no ser siempre efectiva y puede ser costosa y presentar un cierto grado de inseguridad en cuanto a su implementación en ciertas condiciones en el fondo del pozo. La fractura de la formación por desvio de la perforación dañada y tapada puede ser otra opción. Sin embargo, el hecho de fracturar la formación es una operación relativamente costosa. Además, perforaciones limpias, no dañadas se requieren para presión de inicio de fractura baja y cobertura zonal superior (pre-condiciones para un buen trabajo de fracturación) . El tratamiento con ácido, otro método ampliamente utilizado para remover daño de perforación, no es efectivo (debido a la desviación) para el tratamiento de un gran número de túneles de perforación. Sigue existiendo la necesidad de un método y aparato para mejorar la comunicación de fluido con depósitos en formaciones de un pozo. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En general, de conformidad con una modalidad, un método de uso en una perforación incluye el hecho de provocar la creación de túneles en formación aledaña a un intervalo de pozo y aplicar un fluido de tratamiento a los túneles. Una condición de sub-balance transiente local es creada en el intervalo de pozo después de la creación de los túneles en la formación y aplicación de los fluidos de tratamiento.
Otras características o características alternativas serán aparentes a partir de la siguiente descripción, a partir de los dibujos y a partir de las reivindicaciones. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1A ilustra un aparato que incluye un aparato de aplicador para la aplicación de fluido (s) tratamiento y una herramienta de pulsaciones para crear una condición de sub-balance transiente local de conformidad con una modalidad de la invención. La Figura IB ilustra un aparato de conformidad con otra modalidad para aplicar un (os) fluido (s) de tratamiento en túneles de perforación. La Figura 2 es un diagrama de flujo de un proceso de conformidad con una modalidad de la presente invención. Las Figuras 3A y 3B ilustran una sarta de herramienta de conformidad con una modalidad para crear una condición de sub-balance en una perforación. La Figura 4 es un diagrama de un proceso para seleccionar características de una pulsación de flujo de fluido con base en características de perforación y fluido (s) de tratamiento seleccionado (s) . La Figura 5 ilustra una sarta que tiene varias secciones, cada sección incluyendo una pistola de perforación, una herramienta de aplicador para aplicar fluido (s) de tratamiento, y una herramienta de pulsación para crear una condición de sub-balance o pulsación. La Figura 6 ilustra otra modalidad de una sarta de herramienta que incluye una válvula que puede ser accionable entre una posición abierta y una posición cerrada para crear condiciones de presión deseadas durante una operación de pulsación después de perforación y aplicación de fluido (s) de tratamiento . Las Figuras 7 y 8 ilustran una sarta de pistola de perforación colocada en una perforación. Las Figuras 9-13 son diagramas de temporización de presión con relación al tiempo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la siguiente descripción, numerosos detalles se presentan con el objeto de ofrecer una comprensión de la presente invención. Sin embargo, se entenderá por parte de las personas con conocimientos en la materia que la presente invención puede ser practicada sin estos detalles y que varias modificaciones o variaciones son posibles. Como se utilizan aquí, los términos "arriba" y "abajo", "superior" e "inferior"; "hacia arriba" y "hacia abajo"; "corriente arriba" y "corriente abajo"; "encima" y "debajo" y otros términos similares que indican posiciones relativas arriba o abajo de un punto de un punto o elemento dado se utilizan en esta descripción para describir con mayor claridad algunas modalidades de la invención. Sin embargo, cuando se aplican a equipo y métodos para su uso en pozos desviados u horizontales, tales términos pueden referirse a una relación de izquierda a derecha, derecha a izquierda, o bien a otra relación según lo apropiado. En general, se proporcionan métodos y aparatos para tratar daños a perforación para remover residuos de túneles creados por la perforación en una formación de pozo. Existen varios mecanismos potenciales que pueden dañar la productividad de la formación y la capacidad de inyección debido a la perforación. Un mecanismo puede ser la presencia de una capa de granos de arena de baja permeabilidad (granos fracturas por la carga) después de la perforación. Puesto que el fluido producido a partir de la formación puede tener que pasar a través de esta zona de baja permeabilidad puede ocurrir una baja de presión mayor que la esperada como resultado de una productividad más baja. Una perforación sub-balanceada es una forma de reducir este tipo de daño. Sin embargo, en muchos casos, un sub-balance insuficiente puede resultar el alivio solamente parcial del daño. El segundo tipo principal del daño puede surgir de residuos de carga y roca generados en perforación suelta que llevan los túneles de perforación. No todas las partículas pueden ser removidas en la perforación durante una perforación de tipo sub-balance y estos a su vez pueden provocar unas bajas de productividad y capacidad de inyección (por ejemplo, durante el empaque de grava, inyección, etc.)- Otro tipo de daño ocurre de la abertura parcial de perforaciones. Una distribución irregular de tamaños de granos puede causar que algunas de estas perforaciones se taponeen (debido a puenteo, en la porción de revestimiento/cemento del túnel de perforación) , lo que puede provocar una pérdida de productividad y capacidad de inyección. Para resolver estos tipos de daño, dos fuerzas que actúan simultáneamente pueden ser requeridas, una para liberar las partículas de las fuerzas que las mantienen en su lugar y otro para transportarlas. Los granos de arena fracturados en las paredes de túneles de perforación pueden ser mantenidas en su lugar por cementación de oca, mientras que las partículas de arena y roca sueltas y los residuos de carga en el túnel deben ser mantenidas en su lugar por fuerzas electrostáticas débiles. Se requiere de una velocidad de flujo de fluido suficiente para transportar las partículas en la perforación. Según ciertas modalidades de la invención, una combinación de eventos se proporciona para incrementar el tratamiento de daño y remoción de residuos: (1) la aplicación de fluido (s) de tratamiento en túneles; y (2) la creación de una condición de baja presión transiente local (sub-balance transiente local) en un intervalo de perforación. Ejemplos de fluidos de tratamiento que se aplican incluyen ácidos, agentes de quelación, solventes, surfactantes, salmuera, aceite, etc. La aplicación de los fluidos de tratamiento provocan la efectuación de por lo menos uno de los siguientes: (1) remoción de tensión superficial dentro de los túneles de perforación, (2) reducción de la viscosidad en condiciones de aceite pesado, (3) incremento de transporte de residuos tales como arena, (4) limpieza de revestimiento residual en túnel de perforación, (5) logro de estimulación cerca de la perforación, (6) realización de desviación dinámica de ácido de tal manera que la cantidad de ácido inyectado en cada túnel de perforación sea sustancialmente igual, y (7) disolver ciertos minerales. Básicamente, la aplicación de los fluidos de tratamiento cambia la química de los fluidos en un intervalo de perforación blanco para efectuar por lo menos una de las tareas antes mencionadas. La aplicación de fluidos de tratamiento a túneles de perforación se efectúa en una condición de sobre balance (la presión en la perforación es mayor que la presión en la formación) . Una pulsación de fluido subsiguiente crea la condición de sub-balance dinámico. Después de la condición de sub-balance dinámico, el intervalo de perforación blanco es ajustado a cualquiera de una condición de sub-balance, condición de sobre balance y condición balanceada. Así, de conformidad con ciertas modalidades, se genera una secuencia de alguna combinación de sobre balance, sub-balance, y condiciones balanceadas en el intervalo de perforación blanco, como por ejemplo, sobre balance-sub-balance-sobre balance, sobre balance-sub-balance-sub-balance, sobre balance-sub-balance-condición balanceada, sub-balance-sobre balance-sub-balance, etc. Esta secuencia de diferentes condiciones de presión ocurre dentro de un periodo de tiempo corto, como por ejemplo en un periodo de tiempo inferior o igual a aproximadamente 10 segundos. La aplicación de fluidos de tratamiento se efectúa mediante el uso de una herramienta de aplicador, que se describe abajo. La condición de sub-balance transiente local es creada por uso de una cámara que contiene una presión de fluido relativamente baja. Por ejemplo, la cámara es una cámara sellada que contiene un gas u otro fluido a una presión más baja que el entorno de perforación aledaño. Como resultado, cuando la cámara está abierta, una pulsación repentina de fluido fluye en la cámara de presión más baja para crear una condición de presión baja local en una región de perforación en comunicación con la cámara después de la abertura de la cámara . En algunas implementaciones, la cámara es una cámara cerrada definida en parte por un miembro de cierre localizado debajo de la superficie del pozo. En otras palabras, la cámara cerrada no se extiende sobre toda la superficie del pozo. Por ejemplo, el miembro de cierre puede ser una válvula localizada en el pozo. Alternativamente, el miembro de cierre incluye un recipiente sellado que tiene puertos que incluyen elementos que pueden ser rotos por algún mecanismo (por ejemplo, el uso de explosivo o algún otro mecanismo) . El miembro de cierre puede ser otros tipos de dispositivos en otras modalidades. En una modalidad, un recipiente atmosférico sellado es bajado en la perforación después de la perforación de la formación. Después del inicio de la producción, se crean aberturas (mediante el uso por ejemplo de explosivos, válvulas, o bien a través de otros mecanismos) en el revestimiento del recipiente para crear una condición de sub-balance repentino o pulsación de flujo para remover los granos de arena dañados alrededor de los túneles de perforación y para remover los residuos sueltos. La Figura 1A muestra un aparato 50 de conformidad con una modalidad, que incluye una herramienta de pulsación 52 para crear una condición de sub-balance transiente local. La herramienta de pulsación 52 incluye uno o varios puertos 53 que pueden abrirse de manera seleccionable para permitir comunicación con una cámara interna de presión más baja dentro de la herramienta de pulsación 52. Los puertos 53 pueden abrirse mediante el uso de una válvula, un explosivo o algún otro mecanismo. En operaciones globales convencionales de limpieza en donde todo el pozo es tratado, se tratan preferentemente secciones de alta permeabilidad que pueden provocar el sub-tratamiento de otras secciones. Mediante el uso de pulsaciones locales de fluido para efectuar la limpieza, se puede lograr un tratamiento más enfocado. Varios mecanismos pueden ser utilizados para proporcionar una baja presión en la cámara de la herramienta de pulsación 52. Por ejemplo, una tubería o línea de control puede utilizarse para comunicar la baja presión. Alternativamente, la baja presión es transportada en un recipiente sellado en la perforación. De conformidad con otra modalidad, la condición de sub-balance puede ser creada mediante la utilización de una línea de estrangulación y una línea de agotamiento que son parte de un equipo de pozos submarinos en pozos submarinos. En esta otra modalidad, la línea de estrangulación que se extiende desde el equipo de pozo submarino hasta la superficie del mar puede llenarse con un fluido de baja densidad, mientras que la línea de agotamiento, que se extiende también hasta la superficie del mar puede estar llenada con un fluido de perforación pesada. Una vez que la sarta de herramienta es colocada en la perforación, un equipo de prevención de explosión (BOP) que es parte del equipo de pozo submarino, puede cerrarse, seguido por la abertura de la línea de estrangulación debajo del BOP y el cierre de la línea de agotamiento del BOP. La abertura de la línea de estrangulación y el cierre de la línea de agotamiento provoca una reducción de la presión hidrostática en la perforación para crear una condición de sub-balance. En otra modalidad, una cámara dentro de la pistola 56 puede utilizarse como sumidero par los fluidos de perforación para generar la condición de sub-balance. Después de la combustión de la carga, un gas de detonación caliente llena la cámara interna de la pistola. Si la presión de detonación resultante es inferior a la presión de la perforación, entonces los fluidos de perforación más fríos son succionados en el bastidor de la pistola. La aceleración rápida a través de los puertos de perforación en el bastidor de la pistola rompe el fluido en pequeñas gotas y el resultado es un enfriamiento rápido del gas. Por consiguiente, ocurre una perdida de presión rápida en la pistola y un drenaje aún más rápido del fluido de perforación lo que genera una baja de la presión en la perforación. La baja de presión de la presión crea una condición de sub-balance. El aparato 50 es colocado a una profundidad deseada en una línea portadora 54 (por ejemplo, tuberías continuas, línea de cables, línea deslizante, etc.). El aparato 50 incluye una pistola de perforación 56 que puede ser activada para crear túneles de perforación 58 en la formación 60 aledaña a un intervalo de perforación. La pistola de perforación 56 puede activarse a través de varios mecanismos, por ejemplo, mediante señal comunicada a un conductor eléctrico, una línea de fibra óptica, una linea de control hidráulico, u otro tipo de conducto. El aparato 50 incluye además una herramienta de aplicador 62 para aplicar un fluido de tratamiento (por ejemplo, ácido, agente de quelación, solvente, surfactante, salmuera, aceite, enzima, etc., o cualquier combinación de los anteriores) en el intervalo de perforación mostrado en la figura 1, que fluye después en los túneles de perforación 58. El fluido de tratamiento aplicado puede ser un fluido de tratamiento de matriz. La herramienta de aplicador 62 puede incluir una cámara bajo presión 63 que contiene el fluido de tratamiento. Al abrir un puerto 64, el fluido bajo presión de la cámara 63 es comunicada en el intervalo de perforación aledaño. Alternativamente, la herramienta de aplicador 62 esta en comunicación con un conducto de fluido que se extiende hacia la superficie del pozo. El fluido de tratamiento es aplicado por el conducto de fluido a la herramienta de aplicador 62 y a través del puerto 64 para llenar el intervalo de perforación aledaño. El conducto de fluido para el fluido de tratamiento puede extenderse a través de la linea portadora 54. Alternativamente, el conducto de fluido puede ser externo con relación a la linea portadora 54. En otra modalidad, la herramienta de aplicador 62 no tiene que aplicar fluido bajo presión. Otro dispositivo es proporcionado como parte del aparato 50 para crear una condición de sobre-balance, por ejemplo, condición de sobre-balance transiente (en donde la presión de intervalo de perforación es mayor que la presión de formación) . La condición sobre-balance provoca que el fluido de tratamiento fluya en los túneles de perforación 58. En una modalidad, el otro dispositivo para crear la condición sobre-balance es la pistola de perforación 56. La herramienta de aplicador 62 puede ser diseñada para proporcionar más que un tipo de fluido de tratamiento al intervalo de perforación aledaño. En una implementación de ejemplo, la herramienta de aplicador 62 puede incluir varias cámaras para almacenar varios tipos diferentes de fluido de tratamiento. Alternativamente, conductos de fluido de múltiples se proporcionan para aplicar múltiples tipos de fluidos de tratamiento. El fluido de tratamiento que puede ser aplicado o parte de la herramienta de aplicador 62 de la figura 1 puede incluir salmuera para reducir la tensión superficial dentro de los túneles de perforación 58. La aplicación de salmuera incrementa la saturación de salmuera en la roca, lo que mejora la limpieza del túnel de perforación cuando se efectúa una pulsación subsiguiente mediante la creación de la condición de sub-balance transiente local. Como otro ejemplo, el fluido de tratamiento incluye surfactante, que es aplicado en los túneles de perforación 58 para incrementar el transporte de residuos (por ejemplo, arena) durante la operación de pulsación de sub-balance transiente. El surfactante tiende a reducir la tensión superficial entre los granos de arena y los fluidos locales (en un depósito) de tal manera que los granos de arena puedan salir más fácilmente de los túneles de perforación 58. En la operación, como se muestra en la figura 2, el aparato 50 es bajado (a 90) a un intervalo de perforación. Se aplica entonces fluido (s) de tratamiento (s) (en 91) mediante la abertura del puerto 64 de la herramienta de aplicador 62. En algunos casos, la aplicación del (de los) fluido (s) de tratamiento (s ) es controlada de conformidad con un mecanismo de liberación temporizado 66. La velocidad de surtido de fluido (s) de tratamiento se selecciona para lograr un desempeño óptimo. En otras modalidades, se puede omitir un mecanismo de liberación temporizado 66. La pistola de perforación 56 es después activada (en 92) para encender cargas direccionalesen la pistola de perforación para extender túneles de perforación 58 en la formación aledaña 60. Al activarse la pistola de perforación 56, se crea una condición de sobre-balance transiente. El periodo de tiempo de dicha condición de sobre-balance puede ser relativamente corta (por ejemplo, en el orden de milisegundos ) . Esta condición de sobre-balance provoca la inyección (en 94) de fluido de tratamiento en los túneles de perforación 58. La temporización de la aplicación del (de los ) fluido (s) de tratamiento puede seleccionarse para que coincida sustancialmente con la activación de la pistola de perforación 66 de tal manera que el (los) fluido (s) de tratamiento pueda (n) fluir en los túneles de perforación 58 en presencia de una condición de sobre-balance transiente. Para lograr un periodo mayor de sobre-balance, una pistola de perforación transportada por tubería puede emplearse de tal manera que se aplique un fluido bajo presión a través de la tubería para crear la condición de sobre-balance en el intervalo deseado. Un sobre-balance de decenas de egapascales (miles de libras por pulgada cuadrada (psi) ) puede lograrse típicamente mediante pistolas de perforación transportadas por tubería. En algunos casos, como en el caso de depósitos de carbonato, puede ser deseable aplicar ácido en los túneles de perforación 58. Convencionalmente, la desviación de dicho ácido ocurre de tal manera que el ácido fluya en forma dispareja en los varios túneles de perforación 58, debido al hecho que el ácido tiende a fluir más hacia las vías de menor resistencia. Sin embargo, mediante la temporización de la aplicación sustancialmente simultánea con el sobre-balance transiente creado debido a la perforación, se puede lograr una distribución más regular del ácido en los túneles de perforación 58. Se logra una distribución más uniforme de ácido en los túneles de perforación 58 mediante la aplicación de ácido en un periodo de tiempo relativamente corto (por ejemplo, milisegundos) . Este proceso se conoce como desviación dinámica. La inyección de ácido en cada túnel de perforación 58 proporciona una estimulación cerca de la perforación, lo que actúa para incrementar una operación de limpieza subsiguiente. Después de la aplicación del fluido de tratamiento (de los fluidos de tratamiento) , la herramienta de pulsación 52 es activada (96) para crear la condición de sub-balance transiente local. Esto provoca un flujo de fluido y de residuo fuera de los túneles de perforación 58 en la perforación de pozo de tal manera que se pueda lograr la limpieza de los túneles de perforación 58. Operaciones adicionales tales como fracturación y/o empaque de grava, pueden efectuarse entonces (en 98) . Antes de operaciones subsiguientes, al mismo tiempo o después de dichas operaciones (98) , el intervalo de perforación puede ser ajustado (en 99) a cualquiera de una condición de sobre-balance, condición de sub-balance o condición balanceada. La figura IB ilustra otra modalidad de un aparato 50A. En esta modalidad, en lugar del dispositivo de aplicador 62 de la figura 1A, el aparato 50A incluye una envoltura anular 57 proporcionada alrededor de la pistola de perforación 56. La envoltura anular 57 incluye una cámara anular 59 en donde se puede suministrar un fluido de tratamiento. En operación, el disparo de la pistola de perforación 56 provoca la destrucción de la envoltura 57. El fluido de tratamiento en la cámara 59 se efectúa a través de los gases de pistola en los túneles de perforación. Después, la herramienta de pulsación 52 es activada para crear un sub-balance dinámico. En algunos tipos de depósito, por ejemplo, depósito de carbonato, fracturas naturales están presentes. En tales depósitos se efectúa una perforación orientada de tal manera que los túneles de perforación 58 están orientados para que sean perpendiculares a las fracturas. Habitualmente, la operación de perforación provoca la creación de un material de costra que cierra o reduce la comunicación entre los túneles de perforación 58 y las fracturas. El aparato 50 o 50A puede también ser utilizado para efectuar la limpieza de las vías entre las fracturas y túneles de perforación. Fluido (s) de tratamiento, por ejemplo, salmuera, surfactante, solvente, etc., se aplica (n) para reducir o remover la tensión superficial. Cuando se efectúa una pulsación subsiguiente a través de la herramienta de pulsación 52, se puede remover el material de costra que bloquea una comunicación entre las fracturas y los túneles de perforación 58.
Un beneficio de efectuar la limpieza de los túneles de perforación 58 de conformidad con algunas modalidades de la invención es que se puede lograr una productividad incrementada de hidrocarburos debido a las comunicaciones incrementadas entre los túneles de perforación 58. La productividad incrementada puede reducir la necesidad de operación de fracturación subsiguiente, lo que reduce los costos de operación de pozo. Aún si se debe de efectuar una fracturación, las comunicaciones incrementadas en los túneles de perforación 58 pueden reducir la presión de fractruración inicial requerida para iniciar la operación de fractura. Esto permite a su vez que el operador del pozo no tenga que proporcionar fuentes de presión importante en la superficie del pozo, lo que presenta frecuentemente un peligro en cuanto a seguridad. La operación de f acturación, si se requiere, se efectúa como una de las operaciones adicionales indicadas como 98 en la figura 2. Las operaciones adicionales 98 se efectúan después de la operación para limpieza de conformidad con ciertas modalidades. Otra operación que puede efectuarse después de la operación de pulsación es una operación de empaque de grava, en donde una pasta de empaque de grava es bombeada al intervalo de perforación de pozo después de las operaciones indicadas como 90, 91, 92, 94 y 96 en la figura 2 , El empaque de grava es efectuado para control de arena para evitar la producción de arena durante el flujo de producción. El empaque de grava puede efectuarse después de la operación de fractura . Las modalidades de la invención pueden también aplicarse a casos sin tamices. Habitualmente, para efectuar el control de arena, un tamiz (por ejemplo, una malla de alambre u otra estructura con aberturas para permitir que un fluido fluya a través de dicha estructura pero para bloquear el flujo de granos de arena) se proporciona en la cercanía de las perforaciones 58. Sin embargo, en otras implementaciones, se puede evitar el uso de tamices. Con casos sin tamices, aditamentos de prevención de retroflujo se colocan en los túneles de perforación 58. El aparato 50 es utilizado para proporcionar túneles de perforación de mejor desempeño 58 antes de la instalación de los aditamentos de prevención de retroflujo. Otros materiales pueden también colocarse en los túneles de perforación para evitar el retroflujo de sólidos en los túneles de perforación 58 a partir de la perforación de pozo. Como se observo arriba, una secuencia de condiciones de presión diferentes se ajusta en el intervalo de perforación adyacente a la formación en donde se crean túneles de perforación 58. Las condiciones de presión incluyen condiciones de sobre-balance, condiciones de sub-balance, y condiciones balanceadas. Cualquier secuencia de tales condiciones puede crearse en el intervalo de perforación de pozo. Los ejemplos comentados arriba se refieren a primero la creación de una condición de sobre-balance para permitir la inyección de fluido de tratamiento en los túneles de perforación, seguido por una condición de sub-balance psajera para limpiar los túneles de perforación. Después del sub-balance transiente, otra condición de presión se ajusta posteriormente en el intervalo de perforación. Las gráficas siguientes en las figuras 9-13 ilustran diferentes secuencias de condiciones de presión que pueden ajustarse en el intervalo de perforación. La figura 9 muestra una gráfica para ilustrar la presión en la perforación de pozo y la presión en el depósito con el paso del tiempo (de 0 a 0.5 segundos) . El intervalo de perforación de pozo blanco empieza con una condición de sobre-balance (en donde la presión de perforación de ozo es mayor que la presión de depósito) . Un sub-balance dinámico es creado entonces (en donde la presión de perforación de pozo es inferior a la presión del depósito), indicado como 500. Como se muestra en el ejemplo de la figura 9, la condición de sub-balance dinámico se extiende sobre un periodo que es inferior a 0.1 segundo en cuanto a su duración. Posteriormente, después del sub-balance dinámico (500) , el intervalo de perforación es ajustado a una condición de sobre-balance.
La figura 10 muestra otra secuencia en donde el intervalo de perforación empieza en la condición de sobrebalance, con un sub-balance transiente (en 502) creado poco después de la condición de sobre-balance inicial. Posteriormente, se mantiene una condición de sub-balance. La figura 11 muestra otra secuencia en donde el intervalo de perforación de pozo empieza en una condición de sobre-balance, con una baja de presión transiente (506) creada en la cual la presión de perforación de pozo es reducida por encima de la presión en el depósito. Posteriormente, la presión de perforación de pozo es reducida adicionalmente de tal manera que este en equilibrio (en 508) con relación a la presión de depósito. Posteriormente, la presión de perforación de pozo es ajustada a una presión para proporcionar una condición de sobre-balance. La figura 12 muestra otra gráfica en donde la presión de perforación de pozo empieza de manera sobre-balanceada, y es seguida por una baja en la presión de perforación de pozo para crear primero una condición transiente en la cual la presión de perforación de pozo permanece sobre-balanceada (indicado en 510). Posteriormente, otra condición transiente es creada en donde la presión de perforación de pozo es bajada adicionalmente de tal manera que se cree una condición de sub-balance (indicada en 512) . Después, la presión de perforación de pozo es elevada para proporcionar un sobre-balance y finalmente la presión de perforación de pozo y la presión en un depósito se equilibran. La figura 13 muestra otro ejemplo de secuencias en donde el intervalo de perforación de pozo empieza sub-balanceado (514), seguido por un sobre-balance transiente (516). Después del sobre-balance transiente, se crea un sub-balance transiente (518) . Después, el intervalo de perforación de pozo es mantenido a una condición de sub-balance. Las gráficas en las figuras 9-13 son ejemplos ilustrativos, como muchas otras secuencias de condiciones de presión pueden ajustarse en el intervalo de perforación de pozo, según las necesidades y deseos del operador de pozo. A continuación se comentan varias herramientas que pueden ser utilizadas para crear la pulsación comentada arriba para la generación de la condición de sub-balance transiente local. Las herramientas comentadas abajo pueden ser utilizadas para reemplazar ya sea la herramienta de pulsación 52 o la combinación de la herramienta de pulsación 52 con la pistola de perforación 56 de la figura 1. Con referencia a la figura 3A, se baja en una perforación de pozo (revestida con revestimiento 24), una sarta de herramienta que tiene un recipiente atmosférico 10 (o bien un recipiente que tiene una presión interna que es inferior a la presión esperada en la perforación de pozo en el intervalo de la formación 24), y se coloca adyacente a una formación perforada 12 a tratar. La sarta de herramienta es bajada en una linea portadora 22 (por ejemplo, linea de cable, linea deslizante, tubería continua, etc.). El recipiente 10 incluye una cámara llena de un gas (por ejemplo, aire, nitrógeno) u otro fluido. El recipiente 10 tiene una longitud suficiente para tratar toda la formación 12 y tiene varios puertos 16 que pueden ser abiertos utilizando explosivos. Como se muestra en la figura 3B, los puertos 16 pueden incluir aberturas que pueden ser taponeados con elementos de sellado 18 (por ejemplo, elementos elastoméricos, cubiertos de cerámica, etc.). Un explosivo, por ejemplo, mecha detonante 20, se coloca cerca de cada uno de los puertos 16. La activación de la mecha detonante 20 provoca la destrucción o ruptura de los elementos de sellado 18 de los puertos correspondientes 16. En otra modalidad, los puertos 16 pueden incluir rebajos que son regiones adelgazadas en el alojamiento del recipiente 10. Las regiones adelgazadas son penetradas más fácilmente por las fuerzas explosivas. En una modalidad, mientras el pozo esta en producción (después de la formación de perforaciones en la formación 12) la cámara atmosférica en el recipiente 10 es abierta de manera explosiva hacia la perforación de pozo. Esta técnica puede ser utilizada con o sin una pistola de perforación. Cuando se utiliza con una pistola, el recipiente atmosférico permite la aplicación de un sub-balance dinámico aún si el fluido de perforación de pozo esta en estado de sobre-balance justo antes de la perforación. El recipiente atmosférico 10 puede también ser utilizado después de la efectuación de las operaciones de perforación. En este último arreglo, la producción es establecida a partir de la formación, con los puertos 16 del recipiente atmosférico 10 abriéndose en forma explosiva para crear una condición de sub-balance repentino. El recipiente accionado por explosión 10 de conformidad con una modalidad incluye aire (o algún otro gas o fluido adecuado) dentro. Las dimensiones de la cámara 10 son tales que puede ser bajada en un pozo completo ya sea por cable, tubería continua, u otros mecanismos. El espesor de pared de la cámara esta diseñado para resistir las perforaciones y temperaturas en la perforación de pozo. La profundidad de la cámara es determinada con el espesor de la formación perforada que se esta tratando. Varios puertos 16 pueden estar presentes a lo largo de la pared de la cámara 10. Se colocan explosivos dentro del recipiente atmosférico en la cercanía de los puertos. Los explosivos pueden incluir una mecha detonante (por ejemplo, 20 en la figura 3B) o bien hasta cargas con formas. En un arreglo, la sarta de herramienta que incluye el recipiente 10 es bajado en la perforación de pozo y colocada adyacente a la formación perforada 10. En este arreglo, la formación 12 ya ha sido perforada, y la cámara atmosférica 10 se utiliza como un dispositivo generador de pulsación para generar una condición de sub-balance repentino. El fluido de tratamiento (los fluidos de tratamiento) es (son) inyectado (s) a través de una herramienta de aplicador (por ejemplo, una herramienta de aplicador 52 de la figura 1) antes de la abertura de la cámara atmosférica 10. Después de bajar el recipiente atmosférico 10 y colocarlo adyacente a la formación perforada 12, la formación 12 fluye a través la abertura de una válvula de producción en la superficie. Mientras la formación esta fluyendo, los explosivos son activados dentro del recipiente atmosférico, abriendo los puertos del recipiente 10 a la presión de la perforación de pozo. Las ondas de choque generadas por los explosivos puede proporcionar fuerza mediante liberación de partículas. La caída repentina de la presión dentro de la perforación de pozo puede provocar que el fluido de la formación salga en el espacio vacío dejado en la perforación de pozo por el recipiente atmosférico 10. Este fluido lleva las partículas movilizadas en la perforación de pozo, limpiando los túneles de formación. La cámara puede ser bajada en el pozo o jalada hacia la superficie. Las características (incluyendo la temporización con relación a la perforación) de la pulsación de flujo pueden basarse en características (por ejemplo diámetro de perforación de pozo, presión de formación, presión hidrostática, permeabilidad de formación, etc.) de la sección de perforación en donde se debe de generar la condición de baja presión local. En general, diferentes tipos de perforación tienen características diferentes. Además de variar la temporización de la pulsación con relación a la perforación, se puede controlar el volumen de la cámara de presión baja y el régimen de flujo de fluido en la cámara. La pulsación a crear depende también del tipo de fluido (s) de tratamiento que se selecciona para inyección en los túneles de perforación. Con referencia a la figura 4, se pueden efectuar pruebas en pozos de características diferentes con las pruebas incluyendo creación de pulsaciones de presión de varias características para probar su efectividad. Los datos de prueba son recogidos (a 70), y las características de pulsación óptimas para un tipo dado de pozo son almacenados (en 71) en modelo para acceso posterior. Cuando un pozo blanco en donde se identifica una operación de pulsación local, las características del pozo son determinadas (en 73) y comparadas con uno de los modelos almacenados. Así mismo en (los) fluido (s) de tratamiento seleccionado (s) es (son) identificado (s) (en 74). Con base en el modelo de fluido (s) de tratamiento seleccionado (s) , se seleccionan características de pulsación (en 75) , y las operaciones que involucran la aplicación de fluido (s) de tratamiento seleccionado (s) y pulsación se efectúan (en 76).
Como parte de las operaciones, la condición de presión y otras condiciones de pozo en la sección de perforación que resulta de la pulsación pueden medirse (en 76) , y el modelo puede ser ajustado (en 77) en caso necesario para uso futuro. Aún cuando la modalidad de la figura 1 incluye un aparato para efectuar una sola operación de perforación seguida por una sola aplicación de fluido (s) de tratamiento y operación de pulsación, otras modalidades pueden incluir múltiples operaciones de perforación, aplicación de fluido de tratamiento y pulsación. Por ejemplo, con referencia a la figura 5, una sarta incluye tres secciones activadas en tiempos diferentes. Otros ejemplos pueden incluir un número menor o un número mayor de secciones. La sarta incluye herramientas de pulsación 80A, 80B, 80C, herramientas de aplicador correspondientes 82A, 82B, 82C (para aplicación de fluido de tratamiento) y pistolas de perforación correspondientes 81A, 81B, 81C. La primera sección (80A, 81A, 82A) puede ser activada primero, seguida secuencialmente por la activación de la segunda sección (80B, 81B, 82B) y de la tercera sección (80C, 81C, 82C) . El retardo entre la activación de las diferentes secciones puede ajustarse a retardos de tiempos predeterminados. Como se comento aquí, la activación de una sección puede referirse a la activación de la pistola de perforación 81 seguido por la inyección de fluido (s) de tratamiento de la herramienta de aplicador 82, seguido después por la abertura de la herramienta de pulsación 80 para generar una condición de sub-balance transiente local. Con referencia a la figura 6, en una modalidad alternativa se utiliza una herramienta que tiene una herramienta de aplicador 816 (para aplicar un fluido de tratamiento) y una válvula 804 (por ejemplo, una válvula de bola) . La válvula de bola 804 es parte de una sarte que incluye también una tubería u otro conducto 802, un obturador 808, y una pistola de perforación 810. Cuando se coloca, la válvula 804 se encuentra en una posición cerrada. Una vez bajada la sarta hacia la posición correcta, y después de perforación y aplicación de fluido (s) de tratamiento, el obturador 808 es ajustado para aislar la región de anillo 808 arriba del obturador 808 a partir de una región de orificio 812 debajo del obturador 808. La presión interna de la tubería 802 es sangrada a una presión inferior, por ejemplo, presión atmosférica. Puesto que la válvula 804 esta cerrada, la formación aislada durante la perforación. Después del disparo de la pistola 810 y de la aplicación de fluido de tratamiento, se abre la válvula 804, lo que provoca una pulsación desde el orificio de rata 812 hacia la perforación interna de la tubería 802. La pulsación provoca la generación de una condición de sub-balance transiente local.
Con referencia a la figura 7, según otra modalidad, una sarta de herramienta 400 incluye una herramienta de aplicador 422 (para aplicación de fluido de tratamiento) , y una pistola de perforación 402, todos llevados en una linea portadora 404, que puede ser una linea deslizante, una linea de cable, o una tubería continua. En una modalidad, la pistola de perforación 402 es una pistola portadora hueca que tiene cargas direccionales 414 dentro de una cámara 418 de un alojamiento sellado 416. En el arreglo de la figura 4, la pistola de perforación 402 es bajada a través de una tubería 406. Un obturador 410 se proporciona alrededor de la tubería 406 para aislar el intervalo 412 en donde la pistola de perforación 402 debe ser disparado (con referencia al "intervalo de perforación 412") . Una presión Pw esta presente en el intervalo de perforación 412. Con referencia a la figura 8, durante la detonación de las cargas direccionales 414, se forman puertos de perforación 420 como resultado de los chorros de perforación producidos por las cargas direccionales 414. Durante la combustión de las cargas direccionales 414, el gas de detonación caliente llena la cámara interna 418 de la pistola 416. Si la presión de gas de detonación resultante PG, es inferior a la presión en la perforación de pozo, Pw, por una cantidad dada, entonces los fluidos de perforación de pozo más fríos serán succionados en la cámara 418 de la pistola 402. La aceleración rápida de los fluidos de pozo a través de los puertos de perforación 420, rompen el fluido en pequeñas gotas, lo que resulta en un enfriamiento rápido del gas dentro de la cámara 418. La perdida de presión de pistola rápida resultante y el drenaje de fluido de perforación de pozo aún más rápido en una cámara 418 provoca la reducción de la presión de perforación de pozo Pw. Según las presiones absolutas, esta baja de presión puede ser suficiente para generar una condición de sub-balance relativamente grande (por ejemplo, mayor que 13.80 MPa (2000 psi) ) , aún en un pozo que empieza con un sobre-balance sustancial (por ejemplo, aproximadamente 3.44 MPa (500 psi)). La condición de sub-balance depende del nivel de presión de gas de detonación PG, en comparación con la presión de pozo de perforación Pw. Cuando se dispara una pistola de perforación, el producto de gas de detonación del proceso de combustión es sustancialmente más caliente que el fluido de perforación de pozo. Si los fluidos de perforación de pozo fríos que son succionados en la pistola producen un enfriamiento rápido del gas caliente, entonces el volumen de gas se encogerá de manera relativamente rápida, lo que reducirá la presión para alentar una succión aún mayor de fluido de perforación de pozo en la pistola. El enfriamiento de gas puede ocurrir en un periodo de algunos milisegundos, en un ejemplo. El drenaje de los líquidos de perforación de pozo (que tienen una capacidad de compresión baja) , del intervalo de perforación 412 puede hacer bajar la presión de perforación de pozo Pw, por una cantidad relativamente grande (varias decenas de Megapascales (varios miles de psi) ) . Entre el momento de disparo de pistola de perforación 402 y la creación de la condición de sub-balance, la herramienta de aplicador 422 puede ser activada para causar la inyección de fluido (s) de tratamiento . De conformidad con ciertas modalidades, varios parámetros son controlados para lograr la diferencia deseada en valores entre dos presiones Pw y PG. Por ejemplo, el nivel de presión de gas de detonación, PG, puede ajustarse a través de la carga explosiva o bien mediante el ajuste del volumen de la cámara 418. El nivel de presión de perforación de pozo, Pw, puede ser ajustado mediante el bombeo de todo el pozo o una sección aislada del pozo, o bien mediante el incremento dinámico de la presión de perforación de pozo a nivel local. Mientras la invención sea divulgada con relación a un número limitado de modalidades, las personas con conocimientos en la materia podrán idear varias modificaciones y variaciones. Las reivindicaciones adjuntas abarcan tales modificaciones y variaciones que caen dentro de espíritu verdadero y alcance de la invención.